设计模式之单例模式的7种写法

时间：2021-07-04 21:15:36

一、概述

在介绍单例模式的写法之前，我们有必要了解一下什么是单例模式。 单例模式是一种常用的软件设计模式，在他的核心结构中只包含一个被称为 单例的特殊类。通过单例模式可以保证系统只有一个实例而且该实例易于外界访问，从而方便对实例个数的控制并节约系统资源。如果希望在系统中某个类的对象只能存在一个，单例模式是最好的解决方案。
单例模式结构图
设计模式之单例模式的7种写法

二、代码

下面我们来看看单例模式的各种写法以及简单的介绍：
1.饿汉式

public class Singleton {
private static Singleton singleton = new Singleton();
public static Singleton getInstance(){
return singleton;
        }
}

这种方式在类加载时就完成了对象的初始化，所以类加载比较慢，但是获取对象的速度比较快。这种方式可以避免多线程的同步问题，但是我们并不确定这个对象是否需要加载，所以没有达到懒加载的效果。
2.懒汉式（线程不安全）

public class Singleton {
private static Singleton singleton ;
public static Singleton getInstance(){
if(singleton == null){
                singleton = new Singleton();
            }
return singleton;
        }
}

这种方式采用了懒加载模式，在第一次使用时才去初始化对象，节省了资源，但是第一次使用时需要初始化，反映稍微慢一些，同时会产生线程安全的问题。
3.懒汉式（线程安全）

public class Singleton {
private static Singleton singleton ;
public static Singleton getInstance(){
            synchronized (Singleton.class) {
if(singleton == null){
                    singleton = new Singleton();
                }
            }
return singleton;
        }
}

或者

public class Singleton {
private static Singleton singleton ;
public synchronized static Singleton getInstance(){
if(singleton == null){
                    singleton = new Singleton();
                }
return singleton;
        }
}

这种方式可以在多线程环境下安全工作，但是每次调用getInstance()方法都要进行同步，造成不必要的开开销，而且大部分时候我们是用不到同步的，所以不建议采用这种方式。
4.双重检查式（DCL:Double-checked locking）

public class Singleton {
private static Singleton singleton;
public static Singleton getInstance() {
if (singleton == null) {
            synchronized (Singleton.class) {
if (singleton == null) {
                    singleton = new Singleton();
                }
            }
        }
return singleton;
    }
}

这种写法在getInstance()方法中进行了两次空判断，第一次是为了避免不必要的同步，第二次是在singleton为空的情况下才创建实例。DCL虽然在一定程度上解决了资源的消耗和多余的同步，线程安全等问题，但是在某些情况下会出现DCL失效。在某些书中建议使用静态内部类单例模式来代替DCL.
5.静态内部类单例模式

public class Singleton {
public static Singleton getInstance() {
return SingletonHolder.singleton;
    }
private static class SingletonHolder {
private static final Singleton singleton = new Singleton();
    }
}

首先需要明确一个结论：加载一个类时，其内部的类不会同时被加载，当且仅当某个静态成员（静态成员变量，构造方法，静态方法）被调用时才去加载。第一次加载Singleton时并不会初始化singleton，只有第一次掉用那个getInstance()方法时才会加载SingletonHolder，并且初始化singleton,这样不仅能够保证线程的安全性也能保证Singleton类的唯一性，所以推荐使用这种方式。
6.枚举单例

public enum Singleton{
        INSTANCE;
public void doSomething(){

        }
}

你可以通过Singleton.INSTANCE来访问，比较方便，线程安全，防止反序列化创建新的对象，但是失去了一些类的特性，没有延迟加载，而且可读性较差，所以很少有人使用。
7.容器式

public class SingletonManager {
public static Map<String, Object> objMap = new HashMap<String, Object>();
public static void registerService(String key,Object instance){
if(!objMap.containsKey(key)){
                objMap.put(key, instance);
            }
        }
public static Object getService(String key){
return objMap.get(key);
        }
}

用SingletonManager将多个单例统一进行管理，使用时根据key获取对应的实例，这种方式可以管理多种类型的单例，并且在使用时可以通过统一的接口进行获取操作，降低了用户的使用成本，屏蔽了内部的实现细节，降低了耦合度。

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